独立键盘课件

+5V
101 110 110 01
行线输出 列线输入
0111 1011 1101 1110
1111 1110 1111 1111
（2）线反转法。 线反转法也是识别闭合键的一种常用方法, 该法 比行扫描速度快, 但在硬件上要求行线与列线外接 上拉电阻。 先将行线作为输出线, 列线作为输入线, 行线输出 全“0”信号, 读入列线的值, 那么在闭合键所在的列 线上的值必为0；然后从列线输出全“0”信号，再 读取行线的输入值，闭合键所在的行线值必为 0。 这样,当一个键被按下时, 必定可读到一对唯一的行 列值。再由这一对行列值可以求出闭合键所在的位 置。
适用场合：多用于设置控制键、功能键。适用于键数 较少的场合。
1.2工作原理
在单片机应用系统中，除了复位按键有专门的复位电路及专一 的复位功能外，其它按键都是以开关状态来设置控制功能或输入 数据的。当所设置的功能键或数字键按下时，计算机应用系统应 完成该按键所设定的功能，键信息输入是与软件结构密切相关的 过程。
P 1.0 P 1.1 P 1.2 P 1.3 80 31 P 1.4 P 1.5 P 1.6 P 1.7

图4
VCC
1.4 键输入程序的设计方法
（1）判断键盘上是否有键闭合； （2）消除键的机械抖动； （3）确定闭合键的物理位置； （4）得到闭合键的编号； （5）确保CPU对键的一次闭合只做一次处
概述
在单片机应用系统中，为实现各种不同功能，其配 置的外设种类繁多，既有机械的，又有电子等类型。不 同种类的外部设备之间性能各异，对数据传送的要求也 各不相同，因此无法按统一格式进行。
外部设备与CPU交换的信号是多种多样的，如 有开关量、数字量、模拟量等。由于上述等原因， 使得CPU与外设的操作变得复杂。因此，必须在 CPU与外设之间设置一个起联系作用的硬件电路， 称为接口。接口是单片机系统中重要组成部分之一。 解决单片机与外设之间如何高效而可靠地协调工作 的技术称为接口技术。
通常，键盘有编码和非编码两种。编码键盘通 过硬件电路产生被按按键的键码和一个选通脉冲。 选通脉冲可作为CPU的中断请求信号。这种键盘使 用方便，所需程序简单，但硬件电路复杂，常不被 单片机采用。
非编码键盘按组成结构又可分为独立式键盘和 矩阵式键盘。独立式键盘的工作过程与矩阵式键盘 类似，无论是硬件结构还是软件设计都比较简单， 故重点讨论矩阵式键盘的工作原理与程序设计。
一、 键盘的介绍
键盘是单片机应用系统中使用最广泛的一种数据输入设备。键盘 是一组按键的组合。键通常是一种常开型按钮开关，常态下键的两个 触点处于断开状态，按下键时它们才闭合（短路）。
按键按照结构原理可分为两类，一类是触点式开关按键，如机械式 开关、导电橡胶式开关等；另一类是无触点式开关按键，如电气式按 键，磁感应按键等。前者造价低，后者寿命长。目前，微机系统中最 常见的是触点式开关按键。
(1) 逐行扫描法。依次从第一至最末行线上发出 低电平信号, 如果该行线所连接的键没有按下的 话, 则列线所接的端口得到的是全“1”信号, 如果 有键按下的话, 则得到非全“1”信号。
设第2行第 4列键按下
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对于一组键或一个键盘，总有一个接口电路与CPU相连。CPU 可以采用查询或中断方式了解有无将键输入，并检查是哪一个键 按下，将该键号送入累加器ACC，然后通过跳转指令转入执行该 键的功能程序，执行完后再返回主程序 独立连接式键盘连接图如4图所示。当没有键被按下时，所有的 数据输入线都为高电平；当有任意一个键被按下时，与之相连的 数据输入线将变为低电平；通过相应指令，可以判断是否有键按 下。
1.3 按键结构与特点
键盘通常使用机械触点式按键开关，其主要功能是把 机械上的通断转换成为电气上的逻辑关系。也就是说， 它能提供标准的TTL逻辑电平，以便与通用数字系统 的逻辑电平相容。
机械式按键再按下或释放时，由于机械弹性作用的 影响，通常伴随有一定时间的触点机械抖动，然后其 触点才稳定下来。其抖动过程如图3所示，抖动时间 的长短与开关的机械特性有关，一般为5～10 ms。
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图2 矩阵式键盘接口 特点：电路连接复杂，但提 高了I/O口利用率，软件编程 较复杂。适用于需使用大量 按键的场合。
键盘输入的主要对象：各种按键或开关。
1.1 独立连接式键盘
每键相互独立，各自与一条I/O线相连，CPU直接读 取该I/O线的高/低电平状态。其优点是硬件、软件结 构简单，判键速度快，使用方便；缺点是占I/O口线 多。
理
1.5 键盘控来自百度文库流程
单片机对键盘接 口处理的一般过程 如图5所示。
N
等待键释放
开始
初始化
有键按下？ Y
消除抖动
键扫描 N
键扫描
消抖
确有键按下？
N
Y
求键码
求键值
键释放？ 等待释放
Y 按键处理
按键处理
返回
图5 键盘处理流程框图
1.6 键扫描 键扫描就是要判断有无键按下，当扫描到有键
按下时再进行下一步处理，否则退出键盘处理程序。 独立式键盘扫描只需读取IO口状态,而矩阵式键盘 描通常有两种实现方法：逐行扫描法和线反转法。
键 按下
前 沿抖 动
后 沿抖 动
闭合 稳定

图3
独立式按键
单片机控制系统中，往往只需要几个功能 键，此时，可采用独立式按键结构。
独立式按键结构
独立式按键是直接用I/O口线构成的单个 按键电路，其特点是每个按键单独占用一根 I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O 口线的状态。独立式按键的典型应用如图4 所示
+5V
+5V
P0.0
S1
P0.1
S2
P0.2
S3
P0.3
S4
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图1 独立式键盘接口
特点：每个按键占用一条I/O 线，当按键数量较多时，I/O 口利用率不高，但程序编制简 单。适用于所需按键较少的场 合。
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